《壓裂基礎培訓》ppt課件

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1、壓裂基礎培訓劉進軍準東采油廠2007年07月壓裂基礎培訓第一節(jié)壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀第二節(jié)壓裂工藝一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀概述u最小地應力u巖石抗張強度u斷裂韌性水力壓裂示意圖一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀概述準東油田開發(fā)井的壓裂設計模式資料搜集1、井的開發(fā)曲線形成2、井的測井曲線壓裂設計思路3、出液剖面資料4、沉積相帶圖5、壓力保持程度圖6、剩余可采儲量圖前置液裂縫半長7、歷年壓裂施工參數(shù)加砂強度裂縫導導流能力結合平均砂比核心:油藏研究與工藝研究結合關鍵:工藝技術與規(guī)模優(yōu)化結合一、壓裂設計參

2、數(shù)及裂縫幾何形狀u油氣井參數(shù)如：井筒套管、井下工具、射孔位置、射孔數(shù)、固井質量等。u油氣層參數(shù)如：儲層巖石力學性質，如泊松比、楊氏模量、抗壓強度；儲層地應力的垂向分布及最小水平主應力的方位;遮擋層的巖性、厚度與地應力值等。u壓裂參數(shù)裂縫延伸壓力和裂縫閉合壓力;壓裂液視粘度、流態(tài)指數(shù)和稠度系數(shù);壓裂液初濾失和綜合濾失系數(shù);壓裂液流經井下管柱與射孔孔眼的摩阻損失等。一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀力學參數(shù)(1)巖石的泊松比當巖石受抗壓應力時，在彈性范圍內，巖石的側向應變與軸向應變的比值，稱為巖石的泊松比。即一

3、、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀一般，泊松比是一個0

4、其垂向分布的重要參數(shù)。由于地應力值與地層破裂壓力、裂縫延伸壓力、裂縫閉合壓力以及裂縫高度有關，所以，泊松比在壓裂設計中起著重要作用。一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀(2)巖石的彈性模量巖石受拉應力或壓應力時，當負荷增加到一定程度后，應力與應變曲線變成線性關系(從A至B)。比例常數(shù)E稱為巖石的彈性模量。即彈性模量主要影響裂縫的寬度和高度一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀砂巖的靜態(tài)彈性性質(取自Howard和Fast著，油層水力壓裂，石油工業(yè)出版社，1984)一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀力學參數(shù)目前國內外對碳酸

5、巖層壓裂尚未有成功典范，準東采油廠先后對火南6、北32、B402等碳酸巖層進行壓裂，均造成砂堵，在火南6還在加砂前，采用了段塞加砂技術，兩次壓裂均造成砂堵，其主要原因是裂縫的寬度W和彈性模量E成反比，而碳酸巖彈性模量是砂巖彈性模量的好幾倍，所以造成碳酸巖儲層裂縫的寬度非常小，所以加砂必然會造成砂堵。因此碳酸巖儲層應進行酸壓。一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀力學參數(shù)楊氏彈性模量與裂縫高度關系曲線分層ABCDE上界層344833448334483344833448.3儲層3448320690137936897

6、34483下界層344833448334483344833448.3一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀力學參數(shù)（3）地應力存在于地殼內部的應力，是由于地殼內部的垂直運動和水平運動及其它因素綜合作用引起介質內部單位面積上的作用力。地下巖石應力狀態(tài)：為三向不等壓壓縮狀態(tài)。?z(?z)主應力:?x，?y，?z;?y(?y)應變:?x，?y，?z?x（?x）一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀力學參數(shù)人工裂縫方位原理：裂縫面垂直于最小主應力方向ü當?x>?Y>?z形成水平裂縫；ü?z>?x>?Y形成垂直裂縫。?z?z??

7、yy?x?x一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀力學參數(shù)垂向主應力：作用在巖石單元體上的垂向主應力來自上覆巖層重力。一般，該值可估計為:?z?y?x一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀力學參數(shù)應力楊氏模量泊松比RT4MPas10MPa2500402.88392.432510382.722520434.63445.162530392.264425404.37422.432550454.263825602.97392.12570392.95432580442.24354.962590354.82600392.12392

8、.282610371.472620365.95444.792630354.842640443.97404.212650454.73526602.95465.52670365.25362680422.082690一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀pf力學參數(shù)stprpi微型水力壓裂壓力記錄一、壓裂設計參數(shù)及裂縫幾何形狀力學參數(shù)(4)地層破裂壓力和破裂壓力梯度定義:為使地層產生水力裂縫或張開原有裂縫時的井底流體壓力。地層破裂壓力與深度的比值稱之為破